基于蚁群算法对三轴磁强计非正交度的修正

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一种简便的三轴磁强计标定方法

一种简便的三轴磁强计标定方法
纪婷钰;许彦峰
【期刊名称】《机械工程与自动化》
【年(卷),期】2016(000)001
【摘要】三轴磁强计作为卫星地磁导航中的姿态确定传感器，使用前对其进行标定尤为重要。

阐述了一种简单的三轴磁强计标定方法，并且在零磁实验室中对Honeywell公司的HMR2300三轴磁强计进行零偏误差、线性度、灵敏度标定以及在均匀稳定的地磁场中进行三轴不正交度的标定。

试验结果表明，该标定方法可以满足微小卫星姿态确定的要求。

【总页数】3页(P161-162,165)
【作者】纪婷钰;许彦峰
【作者单位】北京林业大学工学院，北京 100083;北京林业大学工学院，北京100083
【正文语种】中文
【中图分类】TM937
【相关文献】
1.三轴磁强计与MEMS陀螺的在轨实时标定方法 [J], 向甜;王昊;蒙涛;金仲和
2.一种三轴磁传感器正交误差校正的简便方法 [J], 张炜;程锦房
3.一种标定手性中心和手性轴化合物构型的简便方法 [J], 佟宗先
4.一种弹载三轴加速度计现场快速标定及补偿方法 [J], 冯凯强;李杰;魏晓凯
5.一种基于改进型自适应遗传算法的MEMS三轴加速度计标定方法 [J], 邹泽兰;徐祥;徐同旭;赵鹤鸣
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基于正交方法求解连续优化问题的蚁群搜索算法

基于正交方法求解连续优化问题的蚁群搜索算法【研究背景和意义】目前，以蚁群算法为代表的群体智能算法得到越来越多的重视。

原因是其以生物的群体行为为研究对象，通过系统仿真，设计出求解各种问题的优化算法。

这些算法无论在速度和灵活性上都比传统的确定性算法更适合于求解大规模的优化问题。

蚁群算法利用蚂蚁寻找食物时会释放一定量的信息素，而信息素又会随时间蒸发消失的特点，通过设计信息素的释放和蒸发模型，配合启发式信息的使用，使得蚁群算法中的人工蚂蚁通过协作搜索出问题的最优解。

蚁群算法最初由M. Dorigo提出，用于求解旅行商（TSP）问题，后来人们把算法进行扩充和改进，应用到诸如车辆调度、车间调度、路由问题等，并取得很好的计算效果。

因此，蚁群算法一直都是用于解决离散组合优化问题的算法。

然而，蚁群算法在求解连续优化问题上也具有很好的发展前景，本文就是对蚁群算法求解连续问题的研究成果。

【研究的内容，研究中采取的方法，手段和新的发现】通过对蚁群算法的研究，本文作者发现，求解连续问题的最大困难在于如何让蚁群中的蚂蚁学到连续空间中的信息，由于不同于TSP问题已经给定有形的路径，连续空间的搜索是无定向的，因此蚂蚁需要高效的方法了解其所处位置周围的状况。

本文提出的正交蚁群搜索方法，首先基于正交试验的方法让蚂蚁快速测试周围正交位置上的优劣程度，根据测试的结果获取当前环境的信息，尝试移动到最优的邻近位置；其次自适应调整测试的邻域的范围，让蚂蚁的搜索更具鲁棒性；最后，通过设计新的信息素释放与蒸发的模式，让蚁群中的蚂蚁以更快的速度交换各自的搜索信息，吸引同伴朝最优的区域探索。

【研究的创新点和主要贡献】本文与其他学者已经提出的求解连续空间优化问题的蚁群算法的不同之处，在于本文首次提出利用多因素试验中的正交试验法，加强蚂蚁的搜索能力，并提出动态区域的方法，让蚂蚁以更大的自由度试验连续空间中通过正交表产生的测试点。

这些思想在同类型的群体智能优化方法中是首创，通过17个连续问题的测试，显示出本文提出的方法既发扬了蚁群的搜索优点，也大大提高了蚁群在连续空间中的搜索能力。

基于蚁群算法对三轴磁强计非正交度的修正

基于蚁群算法对三轴磁强计非正交度的修正
周建军;林春生;张坚
【期刊名称】《舰船科学技术》
【年(卷),期】2011(033)002
【摘要】磁强计三轴不正交度导致磁场测量存在误差,磁强记转动时输出噪声信号,因而提出了一种在测定标准磁场模值下,对三轴磁强记三轴不正交度进行修正的模型。

模型不考虑三轴磁灵敏度不一致性及零点漂移等影响,通过蚁群算法仿真求解,模型可以稳定收敛于最优值。

并分析了标准磁场模值偏差对收敛参数的影响,在标准磁场模值为50 000nT,绝对偏差小于等于10 nT的情况下,转动噪声抑制率超过80％。

【总页数】4页(P108-111)
【作者】周建军;林春生;张坚
【作者单位】海军工程大学兵器工程系,湖北武汉430033;海军工程大学兵器工程系,湖北武汉430033;海军工程大学兵器工程系,湖北武汉430033
【正文语种】中文
【中图分类】TB114.1;TM936.1
【相关文献】
1.三轴磁强计测量误差修正方法 [J], 郝寿;绳涛;陈小前
2.基于三轴磁强计与雷达高度计的融合导航算法 [J], 赵敏华;吴斌;石萌;曾雨莲;黄永宣;李济生
3.三轴高精度磁阻磁强计的设计 [J], 朱立超;罗志会;潘礼庆
4.基于SQUID三轴磁强计求取高精度磁总场研究 [J], 黎旭东;邱隆清;荣亮亮;伍俊;张树林;王永良;董丙元
5.三轴磁强计及梯度计校准的综合系数法 [J], 徐超群;张绍华;易忠;孟立飞
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基于改进蚁群算法的测试序列优化算法

基于改进蚁群算法的测试序列优化算法近几年,伴随着中国铁路运行控制系统的高速发展,稳定性与安全性的提高已经成为CTCS-3列控系统发展的焦点。

为提高CTCS-3系统的可靠性并保证其顺利开通运行,必须在其投入正式使用前进行大量测试,以避免不必要的损失。

进行CTCS-3列控系统现场测试需要消耗大量的人力财力,系统测试周期也相对较长,而且完全由人工做出测试案例和测试序列可能会出现一些漏洞和缺陷。

因此,为了确保CTCS-3列控系统行为功能正确性,提高测试效率,基于模型自动化测试方法已成为备受关注的新型自动化测试方法。

这篇论文主要采用了改进蚁群算法(M-ACA)和老鼠迷宫算法,对基于CPN模型的测试案例和测试序列自动生成方法进行深入的研究。

选择了RBC切换、自动过分相、注册与启动、注销四个功能场景为例,结合RBC测试平台对所提出的方法进行了科学的验证和详尽的阐述。

论文的主要工作如下：1.针对本文研究对象CTCS-3列控系统测试的国内国外研究现状进行综述,指出本文所要研究的问题和意义。

2.对于论文中涉及到的相关概念进行了必要简介,包括测试方法的研究、传统算法的分析,然后,介绍了CPN相关概念和建模工具CPN Tools。

3.提出了改进蚁群算法的基本原理和方法,并结合流程图详述了测试案例和测试序列生成及优化的过程。

同时,对于建立CPN模型的过程进行了详细的解释,且通过状态空间可达图详述了生成优化序列的过程并展示了生成的结果。

4.根据本文所提出的改进蚁群算法,利用C++语言编写了测试序列生成软件,该软件主要包括需求模块、测试模块、运行模块、结果模块。

通过运行该软件得出的优化结果,与利用序列优选算法(SPS)和传统深度优先搜索算法(DFS)生成的测试序列结果进行对比,最终证明了改进蚁群算法的优越性。

为了满足实际运行需求,加入了故障、并行测试的思想,且分别编写了基于故障的测试序列生成工具和并行测试序列生成工具,并对相应生成的测试序列结果进行了分析比对。

基于椭球假设的三轴磁强计标定算法改进

基于椭球假设的三轴磁强计标定算法改进
刘艳霞;李希胜;窦晓霞
【期刊名称】《计算机测量与控制》
【年(卷),期】2013(21)6
【摘要】首先对三轴磁力计误差机理进行分析,说明同一地点测量的地磁场矢量符合椭球假设；然后指出传统椭球拟合算法受粗差点影响,拟合后的椭球参数向量误差较大；根据平差理论引入权矩阵对算法进行改进,改进后的算法可以有效剔除粗差点,提高椭球拟合参数向量和校正矩阵的精度；实验表明,采用改进算法标定后,最大最小绝对误差由原来的100nT下降到29nT,均方根误差由21nT下降到6nT;改进算法求出的校正矩阵可直接用于另一组数据点的误差补偿,并取得比传统算法更好的补偿效果.
【总页数】4页(P1590-1593)
【作者】刘艳霞;李希胜;窦晓霞
【作者单位】北京科技大学自动化学院,北京 100083;北京联合大学自动化学院,北京 100101;北京科技大学自动化学院,北京 100083;北京联合大学自动化学院,北京100101
【正文语种】中文
【中图分类】V241.611
【相关文献】
1.基于椭球假设的三轴加速度计误差标定与补偿 [J], 刘艳霞;方建军;杨清梅
2.弹载三轴磁强计的椭球拟合补偿方法 [J], 安亮亮;王良明;钟阳
3.基于椭球拟合的三轴磁强计两步校准法 [J], 于向前;陈傲;宋思宇;高爽;邵思霈;刘斯;肖池阶;曲亚楠;宗秋刚;陈鸿飞;邹鸿;施伟红;王永福
4.基于椭球假设的三轴电子罗盘罗差补偿研究 [J], 李智;李翔
5.基于椭球拟合的三轴陀螺仪快速标定方法 [J], 龙达峰;刘俊;张晓明;李杰
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蚁群算法改进及其实现

中，蚁前进时会根据前边走过的蚂蚁所留下的分泌蚂
ＡｎｙｌＳｔｍ模型在解决ＴＳｔｃｅｙｅＣＰ问题时有较好的性能，求解个城市旅行商问题的蚁群算法模型为：
物（息素）信选择其要走的路径。蚂蚁选择一条路径的
算法是通过模拟自然界中蚂蚁集体寻找食物的行为而提出的一种基于种群的启发式仿生进化系统。蚁群算
法包含两个阶段：适应阶段与协作阶段。在适应阶段，
据蚂蚁寻找食物的信息素原理，断地去修正原来的不
路径，整个路线路径越短，就是说，序执行的时使也程间越长，所获得的路径就越可能接近最优路径。
蚁群算法Ｉ］ａｔｏｏｙａｏｉｍ）由意大利１（ｎｌｎｌｒｈ是ｃｇｔ
学者Ｄｒｏ等人于２ｏｉｇＯ世纪９Ｏ年代初期首次提出，该
物的时候，径几乎不可能是最短的，至可能是包含路甚了很多错误的选择而变得极度冗长。是，序可以根但程
ＡｂｔａｔＡｎｏｏｙＡｌｏｉｍ（ｓｒｃ：ｔＣｌｎｇｒｔｈＡＣＡ）ｉｆｅｔｖｏｏｖｎＰ，ｕｔｃｎｍａｅｔｅａｇｒｔｍａｌｎｏｓｅｆｃｉｅｆｒｓｌｉｇＴＳｂｔａｋｈｌｏｉｉｈｆｌｉｔｔｅｌｃｌｏｔｌｓｌｔｏａｉ．Ｔｈｓｐｐｒｐｏｏｅｎｉｐｏｅｎｏｏｙａｇｒｈ（ＡＣＡ）ｈｏａｐｉｏｕｉｎｅｓｌｍａｙｉａｅｒｐｓｄａｍｒｖｄａｔｃｌｎｌｏｉｍＩｔ，ｗｈｃａｉｈｃｎｅｐｎｈｅｒｈｓａｅａｄｃｎｉｐｏｅｐｒｏｍａｃ．Ｔｈｓｐｐｒａｓｉｅｔｅｐｏｒｍｆｔｉｌｏｉｍ，ａｄｘａｄｔｅｓａｃｐｃｎａｍｒｖｅｆｒｎｅｉａｅｌｏｇｖｈｒｇａｏｈｓａｇｒｔｈｎ

电磁跟踪系统磁传感器三轴非理想正交的快速校正算法

收稿日期: 2010-03-01; 修回日期: 2011- 01-13。基金项目: 国家自然科学基金( 60971063) 资助课题作者简介: 殷勤( 1982- ) , 男, 博士研究生, 主要研究方向为电磁跟踪定位技术、电磁场数值计算、电磁兼容与防护。
E-mail: dafengyinqin@ 126. com
图 1 磁传感器三轴非理想正交示意图
电磁跟踪系统工作时, 空间磁场的磁通量密度可表示为
B = Bcxxc+ Bcyyc + Bcz zc
(1)
根据矢量运算的原理, X 、Y、Z 三轴对应的实际接收电
流为
I x = B # x = Bcx co s A1 + Bcy sin A1 co s B1 + Bcz sin A1 sin B1 I y = B # x = Bcx sin A2 sin B2 + Bcy cos A2 + Bcz sin A2 co s B2 I z = B # x = Bcx sin A3 co s B3 + Bcy sin A3 sin B3 + Bcz cos A3
出了以误差校正矩阵 P 为基础的快速校正算法, 同时实现了非正交参数的提取和系统误差的校正。通过系统特
定参数的跟踪模型, 构造了包含非正交参数的线性方程组, 求解出误差校正矩阵。数值模拟结果表明, 该方法具
有算法简单、计算量小、快速准确的优点, 可以有效校正电磁跟踪系统由于磁传感器三轴非理想正交而引入的参
第 33 卷第 8 期 2011 年 8 月
文章编号: 1001-506X( 2011) 08- 1698- 05
系统工程与电子技术 Systems Engineer ing and Electr onics

基于遗传算法三轴磁传感器校正系数求解

基于遗传算法三轴磁传感器校正系数求解庞学亮;林春生【摘要】According to the coefficient correlation problem of established calibration model,a methods using the genetic algorithm to solve the model coefficient was proposed.Without considering the geomagnetic field short-time change,the target function was established.According to the fitness,the difference of individual was phased out and the optimal solution of objective was obtained after crossover and ing the genetic algorithm to solve the model coefficient could overcome the correlation with high estimation accuracy.The simulation showed that this method could converge steadily and achieve high estimation precision.%针对三轴磁传感器校正模型系数之间存在较强相关性,提出了基于遗传算法三轴磁传感器校正系数求解方法.该方法能不考虑地磁场短时变化,构建目标函数,初始种群根据适应度进行交叉、变异操作,逐步淘汰差的个体,得到最适应目标函数的最优解,够很好地克服系数之间的相关性,对校正模型系数具有很高的估计精度;数值仿真结果表明,该方法可以稳定地收敛并可以达到很高的参数估计精度.【期刊名称】《探测与控制学报》【年(卷),期】2017(039)001【总页数】5页(P42-45,51)【关键词】三轴磁传感器;校正系数;遗传算法【作者】庞学亮;林春生【作者单位】武汉工程大学,湖北武汉 430205;海军工程大学,湖北武汉 430033【正文语种】中文【中图分类】TM936.1三轴磁传感器指磁通门矢量磁传感器，具有体积小、精度高、抗冲击性能好等特点，在地磁导航、航空磁探、水下平台磁场测量等需要磁场测量场合，经常会采用三轴磁传感器进行标量测量。

基于PSO算法的三轴磁强计总量差校正

基于PSO算法的三轴磁强计总量差校正顾庆;徐斌;张松勇;顾伟【摘要】三轴磁通门磁强计在静态磁场的测量中有广泛的应用.由于磁强计轴与轴之间的非理想正交性和标定系数不一致,在测量磁场的模量时会产生总量差.因此要精确的测量磁场的模值,就必须对总量差进行校正.首先分析三轴磁强计测量值与理想值之间的数学关系,推导出误差校正的数学模型.然后提出一种带权重因子的目标函数,并利用PSO算法对误差参数进行求解.最后使用实际测量数据,验证并分析该方法对总量差校正的有效性.%Tri-axial magnetometers are widely used in measurement of static magnetic fields. The diversionary error caused by non-orthogonality and different sensitivities among three axes is sure to reduce the accuracy of tri-axial magnetometers. There-fore , the calibration of the total measuring error is needed for accurately measuring the modulus value. The mathematic relation between the measured value and ideal value of the tri-axial magnetometer is analyzed, and the mathematic model for error correc-tion is deduced. The objective function with weight factors is proposed. The error parameters are calculated with PSO algorithm. Practical measurement data was used to verify the correctness and effectiveness of the method.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2013(036)002【总页数】4页(P83-85,90)【关键词】三轴磁强计;总量差;PSO算法;总量差校正【作者】顾庆;徐斌;张松勇;顾伟【作者单位】上海海事大学航运技术与控制工程交通行业重点实验室,上海200135;上海海事大学航运技术与控制工程交通行业重点实验室,上海200135;上海海事大学航运技术与控制工程交通行业重点实验室,上海200135;上海海事大学航运技术与控制工程交通行业重点实验室,上海200135【正文语种】中文【中图分类】TN911-340 引言在常规磁场测量中，磁强计所测得的三个分量通常被用来计算被测磁场的模量。

基于蚁群算法的卫星磁力矩器反馈参数设计

收稿日期：２０ —５２。收修改稿日期：２０～７１０７０— １０７０ —５
维普资讯
主垦奎
兰垫
至
由于磁力矩器只能提供在地磁场强度垂直方向的控制力矩，因而地磁力矩有时无法对卫星提供
（京航空航天大学，北京１０８）北００３
摘要卫星姿态控制系统参数设计中，引入不确定性的部件误差模型可以提高系统模型的精度。针对传统优化算法处理随机因素的能力不强的情况，提出了基于蚁群算法的参
俯仰轴采用偏置动量轮控制，采用ＰＤ控制。其控制方程为
—
Ｋ＋Ｋｄ
（）１
式中
为施加在俯仰轴上的控制力矩；Ｋ为角度反馈系数；为角速度反馈系数；为俯仰角；Ｋ
是俯仰角速度。滚转轴和偏航轴采用地磁力矩进行卫星的进动、章动和刚度控制，控制方程为
数优化设计方法；并将该方法应用在某型号偏置动量轮小卫星的磁力矩器反馈控制参数设计中。与Ｐｗｅｌ法对比，蚁群算法的寻优过程有明显的收敛趋势，这表明蚁群算法相ｏｌ方对于传统优化算法鲁棒性好、处理随机因素能力强，可以应用在考虑随机因素的参数优化
设计中。
关键词磁力矩器姿态控制系统优化蚁群算法卫星
ｌ引言
目前卫星姿态控制系统参数设计一般是直接根据简化模型来设计反馈参数Ｌ，因模型简化，１］

基于共轭次梯度法的非理想正交三轴磁传感器的修正

基于共轭次梯度法的非理想正交三轴磁传感器的修正
胡海滨;林春生;龚沈光
【期刊名称】《数据采集与处理》
【年(卷),期】2003(018)001
【摘要】磁测量中三轴磁传感器的三轴不可能绝对正交,这使得高分辨率测量受到限制.本文提出了一种可以不考虑实时性的对非正交参数修正的方法,构造了目标函数,并根据传统的共轭梯度法构造了共轭次梯度法用于寻找最优非正交参数,仿真结果表明这种方法可以稳定收敛并可以达到较高的精度.
【总页数】4页(P88-91)
【作者】胡海滨;林春生;龚沈光
【作者单位】海军工程大学兵器工程系,武汉,430033;海军工程大学兵器工程系,武汉,430033;海军工程大学兵器工程系,武汉,430033
【正文语种】中文
【中图分类】TM936.1;TP212.13;TB114.1
【相关文献】
1.基于正交三轴磁传感器测量误差探讨 [J], 洪咸东
2.非理想条件下三轴磁通门传感器误差修正方法 [J], 周榕军;刘大明;洪泽宏;赵永;周国华
3.电磁跟踪系统磁传感器三轴非理想正交的快速校正算法 [J], 殷勤;陈彬;汪莹;熊润;杨小栓
4.基于改进型入侵野草算法的三轴磁传感器非正交误差校正 [J], 罗静博; 陈浩; 赵
苗; 翟国君
5.基于TMDL方法和割线方程修正的三项共轭梯度法 [J], 李月;陈贞晶
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磁力仪三轴非正交的转动补偿方法

磁力仪三轴非正交的转动补偿方法贾文抖;林春生;孙玉绘;赵鹤达;翟国君【摘要】For the sake of tri-axial magnetometer calibration,an error compensation model of tri-axial magnetometer was established.The sine curve fitting method was proposed to calibrate the tri-axial magnetometer based on spin data.The calibration of tri-axial magnetometer could be implemented by calculating the calibration parameters using the initial phase angles of the sine curves.The results indicate that it has high precision to calculate the calibration parameters of tri-axial magnetometer, and the measurement accuracy of calibrated magnetometer is improved significantly.It dose not require high-precision optical pumping magnetometer to measure the magnetic field intensity, thus it puts forward an effective way for calibrating tri-axial magnetometer.%为解决磁力仪三轴非正交的问题,建立了三轴磁力仪误差补偿模型,提出了基于旋转数据正弦曲线拟合的方法,对三轴磁力仪的非正交性进行标定.利用正弦曲线的初始相位角求解标定参数,实现了对三轴磁力仪的非正交标定及输出补偿.结果表明:该方法对磁力仪非正交参数的求解精度高,标定后的磁力仪的磁测准确性改善明显;该方法不需要利用高精度光泵磁强计测量磁场的强度,为三轴磁力仪的非正交参数标定提供了一个新的有效的途径.【期刊名称】《国防科技大学学报》【年(卷),期】2018(040)001【总页数】4页(P157-160)【关键词】三轴磁力仪;补偿;非正交;曲线拟合【作者】贾文抖;林春生;孙玉绘;赵鹤达;翟国君【作者单位】海军工程大学兵器工程系,湖北武汉 430033;海军工程大学兵器工程系,湖北武汉 430033;海军工程大学兵器工程系,湖北武汉 430033;海军工程大学兵器工程系,湖北武汉 430033;海军海洋测绘研究所,天津 300061【正文语种】中文【中图分类】V241.62三轴磁力仪常被用来进行载体姿态确定[1]、磁性目标探测[2]等，但受到加工工艺和安装工艺的限制，磁力仪的三个敏感轴不能严格正交，进行磁场测量时会产生非正交误差，影响磁场测量的准确性[3-4]。